6.1 课时1 化学反应速率 导学案- 2024-2025学年高一下学期化学苏教版必修第二册

该高中化学导学案聚焦化学反应速率，涵盖定义、计算、与化学计量数关系及影响因素等核心知识点。课前通过列举生活中反应快慢实例（如铁生锈与烟花燃放），结合浓度、化学计量数等概念回顾，搭建从生活经验到化学概念的学习支架，衔接前后知识。 导学案以分层练习（基础巩固、能力提升、拓展探究）和实验设计（如H₂O₂分解速率探究）为特色，通过例题解析和控制变量法应用，培养学生科学思维与科学探究能力，结合生活实例激发兴趣，落实化学观念，助力学生系统掌握知识并提升解决实际问题的能力。

6.1 课时 1 化学反应速率 导学案 适用版本：苏教版（2019）必修第二册 适用年级：高一下学期 对应课时：6.1 化学反应的速率与限度（第 1 课时） 课时安排：1 课时（45 分钟） 学习目标： 1. 理解化学反应速率的定义、物理意义及表示方法，能根据定义进行简单计算 2. 掌握化学反应速率与化学计量数的定量关系，能进行不同物质间速率的换算 3. 明确影响化学反应速率的内因与外因，能结合实验现象分析外界条件对速率的影响 4. 学会设计简单实验探究影响化学反应速率的因素，提升实验分析与逻辑推理能力 学习重难点： 重点：化学反应速率的计算、速率与化学计量数的关系、外界条件对速率的影响 难点：不同物质间反应速率的换算、控制变量法在实验探究中的应用 一、课前预习：知识铺垫与问题思考 1. 生活中的化学反应速率 请列举 3 个生活中体现 “化学反应快慢不同” 的实例： ① ____________________（如：铁生锈与烟花燃放） ② ____________________ ③ ____________________ 思考：如何定量描述化学反应进行的快慢？为什么需要定量描述？ 2. 相关概念回顾 （1）浓度的定义：单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位为______（如 mol・L⁻¹）。 （2）化学计量数：化学方程式中各物质化学式前的数字，表示反应中各物质的______之比。 （3）可逆反应：在同一条件下，既能向______方向进行，又能向______方向进行的反应（如 2SO₂ + O₂ 2SO₃）。 二、课堂探究：知识点精讲与例题解析 模块 1 化学反应速率的定义与表示方法 1. 定义解读 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物 浓度的增加量来表示（注意：均取正值）。 2. 数学表达式与单位 表达式： 其中： 表示某物质浓度的变化量（反应物 末态，生成物 初始）， 初始 末态 单位为 mol・L⁻¹； 表示反应时间，单位为 s、min、h 等； 表示反应速率，常用单位为 mol・L⁻¹・s⁻¹、mol・L⁻¹・min⁻¹。 3. 注意事项 （1）不能用固体或纯液体表示反应速率：固体、纯液体的浓度视为常数（单位体积内粒子数目不变）， 浓度变化量为 0，如 C (s) + O₂(g) = CO₂(g) 中，不能用 C 表示速率。 （2）化学反应速率是平均速率：表示某一段时间内的平均快慢，而非某一时刻的瞬时速率（实验中可通 过测定一段时间内的浓度变化计算）。 （3）同一反应中，用不同物质表示的速率数值可能不同，但意义相同：速率之比等于化学计量数之比。 例题 1（基础计算） 在 2 L 密闭容器中发生反应：2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O (g)，10 min 内 H₂的物质的量从 4.0 mol 减少到 2.4 mol，求： （1）10 min 内 H₂的浓度变化量 （2）用 H₂表示的平均反应速率 （3）用 O₂表示的平均反应速率 （4）用 H₂O 表示的平均反应速率 答案： ； ； ； 。 （1）0.8 mol·L⁻¹；（2）0.08 mol·L⁻¹·min⁻¹；（3）0.04 mol·L⁻¹·min⁻¹；（4）0.08 mol·L⁻¹·min⁻¹。 模块 2 化学反应速率与化学计量数的关系 1. 定量关系 对于任意反应： （A、B 为反应物，C、D 为生成物， 、 、 、 为化学计量 数），各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，即： ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ 2. 推导依据 反应中各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比（ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ），同一容器中体积 相同，故浓度变 ）， 化量之比也等于化学计量数之比（ 结合速率公式 相同，故速率之比等于化学计量数之比。 ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ， 模块 3 影响化学反应速率的因素 1. 内因：反应物本身的性质（决定因素） 不同物质的结构与性质不同，反应速率差异显著。例如： 金属活动性：Na 与水反应剧烈（速率快），Fe 与水在常温下几乎不反应（速率慢）； 化学键强度：H₂与 F₂反应速率远快于 H₂与 I₂（F-F 键能小于 I-I 键能，更易断裂）。 2. 外因：外界条件（可调控因素） 外界条件 影响规律（其他条件不变） 微观解释（活化分子理论） 增大反应物浓度，速率增大；减小反应物 浓度，速率减小 浓度增大→单位体积内活化分子数增多 浓度 →有效碰撞频率增大→速率增大 升高温度，速率增大；降低温度，速率减 小（通常温度每升高 10℃，速率增大 2~4 倍） 温度升高→活化分子百分数增多（更多 分子获得能量成为活化分子）→有效碰 撞频率增大→速率增大 温度 压强增大→气体浓度增大→单位体积内 活化分子数增多→有效碰撞频率增大→ 速率增大 压强（气 体反应） 增大压强（缩小体积），速率增大；减小 压强（扩大体积），速率减小 加入正催化剂，速率显著增大；加入负催 化剂，速率减小（通常不特别说明时，催 化剂指正催化剂） 催化剂降低反应活化能→活化分子百分 数显著增多→有效碰撞频率增大→速率 增大 催化剂 增大反应物接触面积（如块状→粉末状、 接触面积增大→反应物粒子碰撞机会增 接触面积 搅拌），速率增大 多→有效碰撞频率增大→速率增大 注意事项 （1）压强的影响本质是 “浓度的变化”：若恒容条件下通入惰性气体（如 Ar），气体总压强增大，但反应 物浓度不变，反应速率不变；若恒压条件下通入惰性气体，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减 小。 （2）催化剂的专一性：一种催化剂通常只对某一反应或某类反应有效（如 MnO₂是 H₂O₂分解的催化 剂，但对 N₂与 H₂的反应无效）。 例题 3（外界条件对速率的影响分析） 下列措施中，能加快锌与稀硫酸反应生成 H₂速率的是（ ） A. 加入适量蒸馏水稀释稀硫酸 C. 加入少量 CuSO₄溶液 解析： B. 用锌块代替锌粉 D. 降低反应温度至 0℃ A 选项：稀释稀硫酸→H⁺浓度减小→速率减小，错误； B 选项：锌块比锌粉表面积小→接触面积减小→速率减小，错误； C 选项：Zn 与 CuSO₄反应生成 Cu，形成 Zn-Cu 原电池（原电池能加快氧化还原反应速率）→速率增 大，正确； D 选项：降低温度→活化分子百分数减少→速率减小，错误。 答案：C 三、分层练习题：基础巩固→能力提升→拓展探究 （一）基础巩固题（必做，考查核心概念与简单计算） 1. 下列关于化学反应速率的说法中，错误的是（ ） A. 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减少量表示 B. 化学反应速率的数值越大，说明反应进行得越快 C. 对于同一反应，用不同物质表示的速率数值可能不同，但意义相同 D. 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量 2. 在 3 L 密闭容器中发生反应：2SO₂(g) + O₂(g) = 2SO₃(g)，5 min 内 SO₂的物质的量从 3.0 mol 减少 到 1.2 mol，则 5 min 内 SO₂的平均反应速率为（ ） A. 0.12 mol·L⁻¹·min⁻¹ B. 0.18 mol·L⁻¹·min⁻¹ C. 0.24 mol·L⁻¹·min⁻¹ D. 0.36 mol·L⁻¹·min⁻¹ 3. 对于反应 4NH₃(g) + 5O₂(g) = 4NO (g) + 6H₂O (g)，下列速率关系正确的是（ ） A. 4v(NH₃) = 5v(O₂) B. 6v(O₂) = 5v(H₂O) C. 4v(NH₃) = 6v(H₂O) D. 5v(O₂) = 4v(NO) 4. 填空：在密闭容器中发生反应：C (s) + H₂O (g) CO (g) + H₂(g)，不能用______（填物质名称）表 示反应速率，原因是____________________；若 10 s 内 H₂O 的浓度减少 0.2 mol・L⁻¹，则用 H₂O 表 示的速率为______，用 CO 表示的速率为______。 5. 简述 “实验室用氯酸钾制氧气时，加入少量 MnO₂”“食物冷藏保存”“工业合成氨时采用高压” 分别利 用了哪些影响反应速率的因素？ ① 加入 MnO₂：； ② 食物冷藏：； ③ 合成氨采用高压：____________________。 （二）能力提升题（选做，考查综合计算与实验分析） 1. （改编自 2024 年江苏南京高一下期末真题）某实验小组探究 “浓度对 H₂O₂分解速率的影响”，实验 装置为 “分液漏斗 + 锥形瓶 + 导气管 + 量筒”（通过测定相同时间内收集 O₂的体积判断速率），实 验数据如下： 实验 编号 H₂O₂溶液浓度（质 量分数） 反应温度 （℃） 催化剂（MnO₂ 质量） 30 s 内收集 O₂的体积 （mL） ① ② ③ 5% 25 25 25 0.1 g 0.1 g 0.1 g 45 10% 15% 92 138 （1）写出 H₂O₂在 MnO₂催化下分解的化学方程式：。 （2）该实验的变量是，控制不变的变量是____________________（写出 2 个）。 （3）分析实验数据，得出的结论是：____________________。 （4）若实验①中 30 s 内收集的 O₂折算为标准状况下的体积为 44.8 mL，计算 30 s 内 H₂O₂的平均反应 速率（假设 H₂O₂溶液体积为 100 mL，密度近似为 1 g・mL⁻¹）。 1. 在 2 L 恒容密闭容器中加入 2 mol A 和 3 mol B，发生反应：2A (g) + B (g) = 3C (g) + D (s)，反应进 行到 5 min 时，测得 A 的物质的量为 1.2 mol。 （1）计算 5 min 内用 A 表示的平均反应速率； （2）计算 5 min 内用 C 表示的平均反应速率； （3）判断 D 的物质的量变化对反应速率是否有影响，并说明理由； （4）若将容器体积压缩至 1 L，其他条件不变，反应速率会如何变化？为什么？ （三）拓展探究题（挑战，考查实验设计与创新思维） 1. 某化学兴趣小组想探究 “硫酸铜溶液对锌与稀硫酸反应速率的影响”，现有锌粒、稀硫酸（1 mol・ L⁻¹）、硫酸铜溶液（0.1 mol・L⁻¹）、试管、秒表等实验用品。 （1）请设计实验方案，写出实验步骤（需控制变量，明确观察或测定的物理量）： ① ____________________； ② ____________________； ③ ； ④ 。 （2）预测实验现象：若硫酸铜溶液能加快反应速率，则会观察到。 （3）思考：硫酸铜溶液加快反应速率的可能原因是什么？（提示：锌与硫酸铜反应生成铜） （4）若实验中加入的硫酸铜溶液过多，反而会导致反应速率减慢，可能的原因是。 学科网（北京）股份有限公司 $